他用算法搭建未来“地下城” 为人类开拓地下空间“打前站”

最近，东南大学土木工程学院教授何磊的案头，多了一张贺卡，卡片封面写着“致我们的何老师”。在五四青年节前夕，学生们用贺卡向这位37岁的老师致敬。

谈及他的工作内容，何磊没有给记者甩出难懂的专业概念，而是提到在今年年初热映的影片《流浪地球》。“你还记得‘地下城’吧?我就是研究未来地下城市空间的。”何磊笑着说，他和团队主要利用建模的方法进行测绘和仿真实验，为人类开拓地下空间“打前站”。

研究从实际需求中来

“也许名字中的三块‘石头’，注定了我一生的方向。”何磊如此解释，自己与研究领域岩土力学的关系。

2005年，从天津大学取得学士学位的何磊赴新加坡南洋理工大学深造。彼时，他已开始了在岩土裂隙网络、地下空间方面的研究，并在世界顶级期刊发文40余篇。

怎么会想到研究“地下城”呢?

“新加坡土地面积小、人口密度大，面临着严重的土地匮乏问题，向地下掘进是可行的出路之一。”何磊说，可向下掘进的难度极大，一旦搅动地下岩土的平衡性，几乎难以修复。

在新加坡时，何磊先后完成了多个重点科研项目，创造性地提出了开拓地下空间的研究模式。凭借优异的科研成绩，他于2013年获得由国际岩石力学学会颁发的“罗哈奖”。

在国外学习的那些年，何磊感触最深的就是“离家越远就越爱国”。每当在国外听到祖国的好消息，他总是迫不及待地与同学分享。用自己的知识为祖国的科技发展添砖加瓦，这样的信念成了他在海外做科研的最大动力。

当老师比做科研更具挑战

2016年初，34岁的何磊加盟东南大学土木工程学院，成为桥隧与地下工程系最年轻的教授之一。2017年5月，由赵坚、李建春、何磊等教授牵头的东南大学未来地下空间研究院正式成立。

此后3年，何磊先后参与了多项重大科研项目。其中，在中国工程院重大研究项目“可持续城市空间发展”中，他以开拓地下空间的相关研究成果为我国城市的立体发展找到“突破口”。

“对地下空间的探索，并不是要破坏它，我们首先要做到‘尊重’地下岩土并与其‘和谐共生’。”作为岩土的“老朋友”，何磊懂得这种密度不匀、形状不定的物质，其每条裂隙都具有极强的不确定性。

从上世纪90年代开始，二维数值算法就已被创立并被广泛应用于岩土裂隙网络研究中。可是何磊发现，传统的二维数值算法由于计算适用领域比较局限，往往不能准确地预测出岩石的裂隙。于是，通过多年的努力，他与团队研发了三维数值流形法，这种算法将岩石裂隙研究空间从二维拓展到三维，极大地提升了对岩石裂隙预测的准确度。

然而，在何磊的心中，比科研更具挑战性的，是“当一名老师”。

作为研究者，过去何磊习惯于沉浸在自己的世界里。从数值建模到程序实现，他享受缜密的计算与编程过程。“就像作家在写小说，一旦灵感来了，自己就会陷入高度的忘我状态，甚至忘记吃饭喝水。”这种专注使他的科研进展极快，人却日渐沉默寡言。

当第一次面对学生时，何磊意识到，不能再做科研“独行侠”。“如果你只有一个学生，可以像带学徒一样手把手，而当你有九个学生，他们的兴趣点和性格完全不同，不能强迫他们围绕你的研究点，这是不负责的。”他说。

为帮助自己的2名博士生和7名硕士生确定研究方向，何磊试着跳出自己擅长的领域，补齐研究短板。他紧紧瞄准岩土力学领域的国际前沿方向和国家重大需求，潜心思考如何“把学生带出来”，让团队方案走出实验室、在国家建设工程中落地。